Buracos negros e a radiação hawking

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Existe um evento cósmico denominado Horizonte de Eventos que é a fronteira em torno da boca do buraco negro que é onde a luz perde sua capacidade de escapar, e uma vez que alguma partícula cruza o Horizonte de Eventos ela não pode escapar. A gravidade é constante em torno desse evento.

O interior do buraco negro é onde reside a sua massa, e é considerado uma singularidade, pois é o único ponto no espaço-tempo onde a massa é concentrada.

Radiação Hawking

A Teoria da Radiação Hawking nasceu na década de 70 e foi elaborada pelo físico Stephen Hawking. Estudada com os conhecimentos da mecânica da física quântica, a teoria alega que o Buraco Negro pode emitir radiação e não será completamente invisível.

Sob a mecânica clássica da física, nada pode escapar de um buraco negro. Mas as coisas mudam por conta da mecânica quântica. De acordo com a mecânica quântica, para cada partícula existe uma antipartícula, uma partícula com a mesma massa e carga elétrica oposta. Quando eles se encontram pares da partícula e da antipartícula podem aniquilar um ao outro.

Se um par de partículas e antipartículas são criados fora do alcance do Horizonte de Eventos de um buraco negro, é possível ter uma parte atraída para o buraco negro e outra parte ejetada. O resultado é que o Horizonte de Eventos é reduzido e o buraco negro pode decair.

Ocorre que a energia também deve ser conservada. Como a partícula emitida tem energia positiva, o seu par, que caiu no buraco negro, tem que ter energia negativa. A existência de partículas com energia negativa, durante um intervalo de tempo muito pequeno, é permitido pelas relações de incerteza da mecânica quântica. Como consequência, além de emitir radiação, a massa do buraco negro também vai diminuindo. Lembre-se que a relatividade restrita não faz distinção entre massa e energia, por isso absorver uma partícula de energia negativa diminuiu a massa do buraco negro. Outra maneira de compreender a perda de massa é lembrar que ele está emitindo partículas. Esse processo de perda de massa continua até não restar mais nada do buraco negro. Ele parece ter-se evaporado completamente, emitindo radiação e não deixando nada atrás de si.

A radiação emitida pelo buraco negro é de um tipo especial chamada radiação térmica. Tal tipo de radiação transporta apenas informações genéricas sobre o buraco negro, como sua massa, carga e momento angular. Se, por exemplo, um par de partículas correlacionadas cair no buraco negro, a radiação de Hawking só revelará a massa dessas partículas e a informação sobre sua correlação estará irremediavelmente perdida depois do processo de evaporação. Isso vale para qualquer coisa que caia no buraco negro. Informação é perdida à medida que o buraco negro evapora-se e não é possível recuperá-la. Porém, a mecânica quântica não permite a existência de tais processos onde há perda de informação. Isso violaria um dos preceitos básicos da teoria: a evolução unitária. Este é o paradoxo da informação do buraco negro. É um conflito entre a relatividade geral e a mecânica quântica.

Muitas propostas foram feitas para resolver o paradoxo da informação. Deve-se ou mudar a mecânica quântica ou mudar a relatividade geral, ou ambas. O sentimento geral entre os pesquisadores de teoria de cordas é que a radiação de Hawking não é perfeitamente térmica, de maneira que a informação nunca é perdida. Em 1997, Hawking, que acreditava que informação pudesse ser destruída pelo buraco negro, fez uma aposta com John Preskill e Kip Thorne, que defendiam a tese de que não havia perda de informação. Em 2004, Hawking reconheceu sua derrota, admitindo que não há perda de informação. Para isso, ele utilizou argumentos da correspondência AdS/CFT, um ramo muito estudado da teoria de cordas. Ele afirma que um buraco negro num espaço de anti-De Sitter é dual a uma teoria de campos conforme que apresenta uma evolução unitária. Portanto, a informação é preservada. Ele ainda não apresentou sua argumentação de forma detalhada de maneira que não é possível analisar sua proposta com profundidade. Hawking pagou sua aposta com uma enciclopédia de baseball, afirmando que deveria ter queimado a enciclopédia e entregue apenas as cinzas, já que seria possível recuperar toda informação à partir delas e da radiação emitida durante a queima.

Conclusão

Pode-se concluir diante a este Artigo Cientifico que os Buracos Negros são importantes fenômenos do universo e ainda possuem diversos mistérios por revelar. As duvidas quanto a sua existência, pois, estudiosos confirmam que eles estão lá atraindo poeira e gases espaciais. Cabe aos grandes cientistas realizarem estudos e compreenderem sua existência.

Referências

http://rivelles.blogspot.com.br/2007/02/evaporao-dos-buracos-negros-e-radiao-de.html - data de acesso: 23/11/2015.

http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes/ - data de acesso: 19/11/2015.

http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2015/08/150827_hawking_buraco_tg - data de acesso: 19/11/2015.

http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/bn/07_bn_estelares.htm - data de acesso: 19/11/2015.

http://old.knoow.net/cienciasexactas/fisica/radiacao_de_hawking.htm - data de acesso: 23/11/2015.